偏振光在散射介质中的传输特性分析

发布时间：2022-01-07 02:03

　　论文主要基于斯托克斯矢量-米勒矩阵方法和蒙特卡罗算法,仿真偏振光在不同散射系统（包括单分散和多分散体系研究）中传输,重点探讨偏振光在多种因素影响下的传输特性,如入射波长、粒子尺寸、粒子折射率和入射光偏振态等。同时,系统分析偏振光在散射介质中传输的一般规律,并通过这种规律反演散射介质中粒子的组成。主要研究内容如下:（1）光波的散射机理和偏振特性。本文主要介绍并分析两种常见的散射理论——瑞利散射和米氏散射理论——之间的区别和联系。同时,分析由散射导致的偏振现象,对光波的偏振特性作出物理解释,并在此基础上进一步给出光波偏振态的几种表示方法。最后,为了实现偏振光在散射系统中传输,我们详细地介绍了蒙特卡罗算法的实现步骤。（2）探究偏振光在散射介质中的偏振态演变。基于蒙特卡罗光线追踪技术,仿真偏振光在单分散和多分散介质中的偏振态演变。仿真结果表明,偏振光在米氏散射环境中传输要经历更多次散射事件,而在瑞利散射环境则相反。同时,基于瑞利散射和米氏散射理论,分析圆偏振光和线偏振光在不同散射介质中的散射过程差异。此外,通过了解入射偏振光和散射介质的相互作用机制,可以对生物组织的退偏作出进一步分析。（3）偏... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１论文章节逻辑关系??Ｆｉｇ?１．１?Ｔｈｅ?ｌｏｇｉｃａｌ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐｅｒ??

瑞利散射理论适用于散射微粒相对尺寸远小于入射波长的情况，通过理论公式计??算得出散射光的强度（４）与入射光的波长（Ａ）满足一定的关系，即如公式（２．１）所示。??瑞利散射模型如图２．２所示。??ｘ??‘?散射光方向??图２．２瑞利散射模型??Ｆｉｇ?２．２?Ｒａｙｌｅｉｇｈ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??人⑷尤举?（２－１）??公式中的Ａ，／，?和分别表不入射光的波长，入射光的强度和散射光的强度。??另外，出射光的强度和电场矢量与入射光波在散射介质中经历的散射次数相关。??为了表示入射电场和散射电场的关系，我们通常对入射电场和散射电场矢量进行??９??

（ｃ）粒子相互作用时散射?（ｄ）通过不同粒子的多次散射??图２．１单次散射和多次散射示意图??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ?ａｎｄ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ??２．１．２瑞利散射理论??１８７１年，英国著名的物理学家瑞利经过反复的研究和计算，解决了分子散射??（瑞利散射）的问题，并提出了关于分子散射的理论计算公式［１５］。瑞利的研宄结??果表明，不管光波入射到均匀介质还是非均匀介质，它均会出现散射现象。通常，??瑞利散射理论适用于散射微粒相对尺寸远小于入射波长的情况，通过理论公式计??算得出散射光的强度（４）与入射光的波长（Ａ）满足一定的关系，即如公式（２．１）所示。??瑞利散射模型如图２．２所示。??ｘ??‘?散射光方向??图２．２瑞利散射模型??Ｆｉｇ?２．２?Ｒａｙｌｅｉｇｈ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??人⑷尤举?（２－１）??公式中的Ａ，／，?和分别表不入射光的波长，入射光的强度和散射光的强度。??另外，出射光的强度和电场矢量与入射光波在散射介质中经历的散射次数相关。??为了表示入射电场和散射电场的关系

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3573588